Armário da Engenharia Química UEM: Colunas de destilação

Nas indústrias de grande porte, a destilação fracionada é o tipo de destilação é mais utilizado. A destilação fracionada trata-se de uma operação de separação de misturas através de vaporizações e condensações sucessivas, que aproveitam as diferentes volatilidades das substâncias, objetivando que ocorra o enriquecimento da parte vaporizada com as substâncias mais voláteis. Essas vaporizações e condensações sucessivas ocorrem na coluna (ou torre) de destilação, que promove a transferência de massa e calor entre correntes líquidas e de vapor saturadas. A coluna de destilação é constituída por um recipiente cilíndrico e no seu interior, encontra-se uma série de pratos entre os quais circulam valor e líquido em contracorrente.

No topo da coluna, geralmente, possui um condensador responsável por arrefecer e condensar o vapor proveniente da coluna, sendo parte do condensado resultante, designado por refluxo e reenviado para o prato superior. Razão de refluxo é a razão entre o caudal (batelada) da corrente reenviada e o caudal da corrente produzida no topo, que deixa a coluna (destilado). Na base da coluna, encontra-se um revaporizador, responsável por vaporizar parte da corrente de líquido da base para o prato inferior, onde entra sob a forma de vapor. A corrente retida na base da coluna é denominada resíduo.

O processo na coluna de destilação, basicamente, acontece da seguinte maneira: a mistura a ser destilada é colocada em um ponto médio da coluna, chamado de ponto de alimentação. No interior da coluna, a mistura irá descer até atingir a base, onde se encontra um aquecimento do refervedor. O refervedor, que trata-se de um trocador de calor aquecido por vapor d’água ou outra fonte térmica qualquer, irá aquecer a mistura até tal atingir sua temperatura de ebulição. Neste ponto, vapores serão emitidos e realizarão movimentos circulares em sentido ascendente na coluna, em contracorrente com a mistura da alimentação da coluna. Os vapores ascendentes vão para o topo da coluna e atingem um condensador, onde são liquefeitos e deixam a coluna como o produto da destilação. Na base da coluna, a mistura já isenta de componentes mais voláteis deixa o equipamento como resíduo.